Как се произвеждат LED чипове?

Какво е LED чип? И така, какви са неговите характеристики? Основната цел на производството на LED чипове е да произвежда ефективни и надеждни контактни електроди с нисък ом и да посрещне сравнително малкия спад на напрежението между материалите, които могат да се контактуват, и да осигури подложки за притискане за запояване на проводници, като същевременно максимизира количеството светлинен поток. Процесът на кръстосано фолио обикновено използва метод на вакуумно изпаряване. Под висок вакуум от 4Pa материалът се разтопява чрез нагряване чрез съпротивление или метод на нагряване с бомбардиране с електронен лъч и BZX79C18 се трансформира в метални пари и се отлага върху повърхността на полупроводниковия материал под ниско налягане.
Често използваните P-тип контактни метали включват сплави като AuBe и AuZn, докато контактният метал от N-страната често е направен от AuGeNi сплав. Слоят от сплав, образуван след нанасяне на покритие, също трябва да бъде експониран възможно най-много в луминесцентната зона чрез фотолитографски процес, така че оставащият слой от сплав да може да отговори на изискванията за ефективни и надеждни контактни електроди с нисък ом и подложки за притискане на спояваща тел. След като процесът на фотолитография приключи, той също трябва да премине през процеса на легиране, който обикновено се извършва под защитата на H2 или N2. Времето и температурата на легиране обикновено се определят от фактори като характеристиките на полупроводниковите материали и формата на пещта за сплав. Разбира се, ако процесите на синьо-зелени и други чип електроди са по-сложни, е необходимо да се добави растеж на пасивиращ филм, процеси на плазмено ецване и т.н.
В процеса на производство на LED чипове кои процеси оказват значително влияние върху техните оптоелектронни характеристики?
Най-общо казано, след завършване на епитаксиалното производство на светодиоди, основната му електрическа характеристика е финализирана и производството на чипове не променя естеството на основното производство. Въпреки това, неподходящите условия по време на процеса на нанасяне на покритие и легиране могат да доведат до лоши електрически параметри. Например, ниски или високи температури на легиране могат да причинят лош омичен контакт, което е основната причина за висок спад на напрежението VF при производството на чипове. След рязане някои корозионни процеси по краищата на чипа могат да бъдат полезни за подобряване на обратното изтичане на чипа. Това е така, защото след рязане с диамантено острие на шлифовъчен диск ще има много остатъчни отломки и прах по ръба на чипа. Ако тези частици се придържат към PN прехода на LED чипа, те ще причинят изтичане на електричество и дори повреда. Освен това, ако фоторезистът на повърхността на чипа не е отлепен чисто, това ще доведе до затруднения при предното запояване и виртуалното запояване. Ако е на гърба, това също ще доведе до висок спад на налягането. По време на процеса на производство на чипове могат да се използват грапавини на повърхността и трапецовидни структури за увеличаване на интензитета на светлината.
Защо LED чиповете трябва да бъдат разделени на различни размери? Какво е влиянието на размера върху светодиодните оптоелектронни характеристики?
LED чиповете могат да бъдат разделени на чипове с ниска мощност, чипове със средна мощност и чипове с висока мощност въз основа на мощността. Според изискванията на клиента, той може да бъде разделен на категории като еднотръбно ниво, цифрово ниво, матрично ниво и декоративно осветление. Що се отнася до конкретния размер на чипа, той зависи от действителното ниво на производство на различните производители на чипове и няма специфични изисквания. Докато процесът е преминал, чипът може да увеличи производителността на единица и да намали разходите, а фотоелектрическата производителност няма да претърпи фундаментални промени. Токът, използван от чипа, всъщност е свързан с плътността на тока, протичащ през чипа. Малкият чип използва по-малко ток, докато големият чип използва повече ток и тяхната единична плътност на тока е основно една и съща. Като се има предвид, че разсейването на топлината е основният проблем при силен ток, неговата светлинна ефективност е по-ниска от тази при слаб ток. От друга страна, с увеличаване на площта, съпротивлението на тялото на чипа ще намалее, което ще доведе до намаляване на напрежението на проводимост напред.

Каква е общата област на светодиодните чипове с висока мощност? защо
Светодиодните чипове с висока мощност, използвани за бяла светлина, обикновено се виждат на пазара на около 40 mil, а мощността, използвана за чипове с висока мощност, обикновено се отнася до електрическа мощност над 1 W. Тъй като квантовата ефективност обикновено е по-малка от 20%, по-голямата част от електрическата енергия се преобразува в топлинна енергия, така че разсейването на топлината е важно за чипове с висока мощност, което изисква те да имат голяма площ.
Какви са различните изисквания за технологията на чипове и оборудването за обработка за производство на епитаксиални материали GaN в сравнение с GaP, GaAs и InGaAlP? защо
Субстратите на обикновените светодиодни червени и жълти чипове и кватернерните червени и жълти чипове с висока яркост използват съставни полупроводникови материали като GaP и GaAs и обикновено могат да бъдат направени в субстрати от N-тип. Използване на мокър процес за фотолитография и по-късно рязане на чипове с диамантени остриета на шлифовъчни дискове. Синьо-зеленият чип, изработен от материал GaN, използва сапфирена подложка. Поради изолационния характер на сапфирения субстрат, той не може да се използва като LED електрод. Следователно и двата P/N електрода трябва да бъдат направени върху епитаксиалната повърхност чрез сухо ецване и трябва да се извършат някои процеси на пасивиране. Поради твърдостта на сапфира е трудно да се нарязва на чипове с диамантени шлифовъчни дискове. Производственият му процес обикновено е по-сложен от този на материалите GaP и GaAsLED прожектори.

Каква е структурата и характеристиките на чипа с „прозрачен електрод“?
Така нареченият прозрачен електрод трябва да може да провежда електричество и да пропуска светлина. Този материал сега се използва широко в процесите на производство на течни кристали и името му е индий-калаен оксид, съкратено като ITO, но не може да се използва като спойка. Когато се прави, е необходимо първо да се подготви омичен електрод върху повърхността на чипа, след това да се покрие повърхността със слой ITO и след това да се нанесе слой от подложки за запояване върху повърхността на ITO. По този начин токът, слизащ от водещия проводник, се разпределя равномерно в ITO слоя към всеки омичен контактен електрод. В същото време, поради индекса на пречупване на ITO, който е между въздуха и индекса на пречупване на епитаксиалния материал, светлинният ъгъл може да се увеличи и светлинният поток също може да се увеличи.

Какво е основното развитие на чип технологията за полупроводниково осветление?
С развитието на полупроводниковата LED технология, нейното приложение в областта на осветлението също се увеличава, особено появата на бял светодиод, който се превърна в гореща тема в полупроводниковото осветление. Въпреки това ключовите чипове и технологии за опаковане все още трябва да бъдат подобрени и разработването на чипове трябва да се фокусира върху висока мощност, висока светлинна ефективност и намаляване на термичното съпротивление. Увеличаването на мощността означава увеличаване на тока на използване на чипа, а по-пряк начин е да се увеличи размерът на чипа. Често използваните чипове с висока мощност са около 1 mm x 1 mm, с ток на използване от 350 mA. Поради увеличаването на потреблението на ток, разсейването на топлината се превърна в основен проблем. Сега методът на инверсия на чипа основно реши този проблем. С развитието на LED технологията нейното приложение в областта на осветлението ще се изправи пред безпрецедентни възможности и предизвикателства.
Какво е обърнат чип? Каква е структурата му и какви са предимствата му?
Светодиодите със синя светлина обикновено използват субстрати от Al2O3, които имат висока твърдост, ниска топлопроводимост и електрическа проводимост. Ако се използва официална структура, от една страна, това ще доведе до антистатични проблеми, а от друга страна, разсейването на топлината също ще се превърне в основен проблем при условия на висок ток. В същото време, поради положителния електрод, обърнат нагоре, той ще блокира част от светлината и ще намали светлинната ефективност. Светодиодите със синя светлина с висока мощност могат да постигнат по-ефективен светлинен поток чрез технологията за обръщане на чипове, отколкото традиционните техники за опаковане.
Текущият основен подход с обърната структура е първо да се подготвят големи LED чипове със синя светлина с подходящи евтектични електроди за заваряване и в същото време да се подготви силициев субстрат, малко по-голям от LED чипа със синя светлина, и върху него да се направи златен проводящ слой за евтектично заваряване и извеждащ слой (ултразвукова златна тел сферична спойка). След това мощните сини LED чипове се запояват заедно със силициеви субстрати с помощта на оборудване за евтектично заваряване.
Характеристиката на тази структура е, че епитаксиалният слой директно контактува със силициевия субстрат и термичното съпротивление на силиконовия субстрат е много по-ниско от това на сапфировия субстрат, така че проблемът с разсейването на топлината е добре решен. Поради факта, че сапфиреният субстрат е обърнат нагоре след обръщане, превръщайки се в излъчваща повърхност, сапфирът е прозрачен, като по този начин решава проблема с излъчването на светлина. Горното е подходящото знание за LED технологията. Вярвам, че с развитието на науката и технологиите,LED светлинище стават все по-ефективни в бъдеще и експлоатационният им живот ще бъде значително подобрен, което ни носи по-голямо удобство.


Време на публикуване: 6 май 2024 г